(57)【要約】【課題】蒸気タービンに流入する蒸気の温度条件によらず、高温蒸気が流通する蒸気入口管において生じる熱応力を抑制することができる蒸気タービンを提供する。【解決手段】蒸気タービン１０は、外部ケーシング２１と内部ケーシング２０とから構成される二重構造のケーシングと、内部ケーシング内に貫設され、複数段の動翼２２が植設されたタービンロータ２３と、内部ケーシング２０に動翼２２と交互に配設された複数段の静翼２５と、最終段の動翼を通過した蒸気を内部ケーシング内から外部に導く排気流路２９とを備える。また、蒸気タービン１０は、内部ケーシング２０を貫通し、外部ケーシング２１の入口部２１ａと、ノズルボックス２７の入口部２７ａとを連通するように設けられ、内管４１および外管４２からなる二重管で、かつ内管４１および外管４２との間の両端部が封止された蒸気入口管４０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部ケーシングと内部ケーシングとから構成される二重構造のケーシングと、
前記外部ケーシングの入口部と、前記内部ケーシングの入口部とを連通するように設けられ、内管および外管からなる二重管で、かつ前記内管および前記外管との間の両端部が封止された、外部からの蒸気が導入される蒸気入口管と、
前記内部ケーシング内に貫設され、複数段の動翼が植設されたタービンロータと、
前記内部ケーシングに、前記タービンロータの軸方向に前記動翼と交互に配設された複数段の静翼と、
膨張仕事をしながら前記内部ケーシング内を流動し、最終段の動翼を通過した作動流体を前記内部ケーシング内から外部に導く排気流路と
を具備することを特徴とする蒸気タービン。
【請求項２】
前記内部ケーシングの入口部に、前記蒸気入口管からの前記蒸気を第１段動翼へ導出させるノズルボックスをさらに備え、
前記蒸気入口管は、前記内部ケーシングを貫通し前記ノズルボックスの入口部に連通するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項３】
前記蒸気入口管の内管と外管との間の密閉空間が、真空状態であることを特徴とする請求項１または２記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前記蒸気入口管の内管と外管との間の密閉空間に、断熱材が充填されていることを特徴とする請求項１または２記載の蒸気タービン。
【請求項５】
前記外部ケーシングの入口部と前記内部ケーシングの入口部との間の間隙から、前記外部ケーシングと前記蒸気入口管との間に冷却用作動流体を流通させ、前記外部ケーシングに設けられた排出口から前記冷却用作動流体を排出する冷却用作動流体流路を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の蒸気タービン。
【請求項６】
前記内部ケーシングの前記蒸気入口管側のグランド部に、タービンロータを冷却するためのタービンロータ冷却用作動流体を導入する導入配管を備え、前記グランド部から漏洩したタービンロータ冷却用作動流体の一部が、前記冷却用作動流体として前記冷却用作動流体流路を流通することを特徴とする請求項５記載の蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部ケーシングと内部ケーシングとからなる二重構造のケーシングを備える蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
高温の蒸気が導入される蒸気タービンにおいては、ケーシング構造を、外部ケーシングと内部ケーシングを備える二重構造にする場合がある（例えば、特許文献１参照。）。このような構造の場合、第１段動翼の排気蒸気が、グランドラビリンス部を介して、内部ケーシングと外部ケーシングの間を流通する。
【０００３】
また、上記したようなケーシング構造を備える蒸気タービンにおいて、例えば、蒸気入口管を二重管構造とし、外管と内管との間に、例えば、内部ケーシングと外部ケーシングの間を流通する蒸気を冷却用蒸気として導入する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この場合、外管と内管との間を流通する冷却用蒸気の温度と、内管内を流通する、例えば、ボイラからの蒸気の温度との差は大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０７２８０号公報
【特許文献２】特開２００４−３４６９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の蒸気入口管を二重管構造とする蒸気タービンにおいて、外管と内管との間を流通する冷却用蒸気の温度と、内管内を流通する蒸気、すなわち蒸気タービンを駆動する蒸気の温度との差が大きい場合、この温度差によって蒸気入口管、特に内管に生じる熱応力が過大になるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蒸気タービンに流入する蒸気の温度条件によらず、高温の蒸気が流通する蒸気入口管において生じる熱応力を抑制することができる蒸気タービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、外部ケーシングと内部ケーシングとから構成される二重構造のケーシングと、前記外部ケーシングの入口部と、前記内部ケーシングの入口部とを連通するように設けられ、内管および外管からなる二重管で、かつ前記内管および前記外管との間の両端部が封止された、外部からの蒸気が導入される蒸気入口管と、前記内部ケーシング内に貫設され、複数段の動翼が植設されたタービンロータと、前記内部ケーシングに、前記タービンロータの軸方向に前記動翼と交互に配設された複数段の静翼と、膨張仕事をしながら前記内部ケーシング内を流動し、最終段の動翼を通過した作動流体を前記内部ケーシング内から外部に導く排気流路とを具備することを特徴とする蒸気タービンが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の蒸気タービンによれば、蒸気タービンに流入する蒸気の温度条件によらず、高温の蒸気が流通する蒸気入口管において生じる熱応力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態の蒸気タービンの断面を示す図である。
【図２】外部ケーシングの入口部からノズルボックスまでの断面を拡大して示した図である。
【図３】第２の実施の形態の蒸気タービンの断面を示す図である。
【図４】第３の実施の形態の蒸気タービンにおける、外部ケーシングの入口部からノズルボックスまでの断面を拡大して示した図である。
【図５】タービンロータ冷却用作動流体を導入する導入配管を備えた、第３の実施の形態の蒸気タービンの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態を図を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０の断面を示す図である。図２は、外部ケーシング２１の入口部２１ａからノズルボックス２７までの断面を拡大して示した図である。
【００１２】
図１に示すように、蒸気タービン１０は、内部ケーシング２０とその外側に設けられた外部ケーシング２１とから構成される二重構造のケーシングを備えている。また、内部ケーシング２０内に動翼２２が植設されたタービンロータ２３が貫設されている。このタービンロータ２３は、ロータ軸受２４によって回転可能に支持されている。
【００１３】
また、内部ケーシング２０の内側面には、タービンロータ２３の軸方向に動翼２２と交互になるように静翼２５が配設されている。タービンロータ２３と各ケーシングとの間には、作動流体である蒸気の外部への漏洩を防止するために、グランドラビリンス部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが設けられている。
【００１４】
また、図１および図２に示すように、内部ケーシング２０の入口部２０ａには、ノズルボックス２７が設けられている。ノズルボックス２７は、内部ケーシング２０とタービンロータ２３との間（すなわち内部ケーシング２０の入口部のうちの内側部分）に配置され、内部ケーシング２０の出口部に第１段静翼２５ａ（第１段ノズル）を備える。そしてノズルボックス２７へ供給された蒸気は第１段静翼２５ａ（第１段ノズル）を介して第１段動翼２２ａへ導かれる。そして本実施の形態では、外部ケーシング２１の入口部２１ａと、内部ケーシング２０の入口部２０ａに設けられたノズルボックス２７の入口部２７ａとを連通するように蒸気入口管４０が内部ケーシング２０を貫通して設けられている。
【００１５】
この蒸気入口管４０は、内管４１および外管４２からなる二重管構造で構成され、かつ内管４１および外管４２との間の両端部が封止部材４３によって封止され密閉されている。また、蒸気入口管４０の一端側は、外部ケーシング２１の入口部２１ａの内部ケーシング２０側に形成された、外部ケーシング２１の蒸気入口の口径よりも大きな口径を有する拡大口径部からなる凹部５０に、複数のシールリング４５を介して挿入されている。なお、蒸気入口管４０の内管４１の内径は、外部ケーシング２１の蒸気入口の口径と同じか、あるいは若干大きくなるように構成されることが好ましい。また、蒸気入口管４０は、複数のシールリング４５を介して挿入されることで固定され、例えば、蒸気入口管４０の軸方向の移動が抑制される。
【００１６】
また、内管４１、外管４２および封止部材４３によって密閉された空間４６には、内管４１と外管４２との間の熱移動を抑制し、内管４１および外管４２それぞれの内壁面と外壁面における温度差を小さくするために、空気やその他のガス、あるいは高温雰囲気でも使用可能なセラミック基断熱材などを充填して断熱材とすることが好ましい。また、内管４１、外管４２および封止部材４３によって密閉された空間４６を真空状態としてもよい。
【００１７】
ここで、複数のシールリング４５を、蒸気入口管４０の外管４２に嵌合するシールリング４５と、外部ケーシング２１の入口部２１ａの凹部５０の側壁に嵌合するシールリング４５とから構成し、それぞれを蒸気入口管４０の軸方向に互い違いに積層した構造とすることが好ましい。このようなシールリング４５の積層構造を備えることで、この部位における蒸気のシールを確実なもとすることができる。さらに、これらの径の異なる２種類のシールリング４５を用いるに際し、各シールリング４５と上下方向に隣接するシールリング４５との当接面をテーパ状に形成したり、２種類のシールリングを異なる線膨張係数を有する材料で構成してもよい。このような構成とすることで、この部位における蒸気のシールをより確実とすることができる。
【００１８】
また、蒸気入口管４０の一端側の端面は、外部ケーシング２１の入口部２１ａの凹部５０を構成する底部５０ａに当接されている。すなわち、蒸気入口管４０は、外部ケーシング２１の外側に露出されることなく、蒸気タービン１０内に収容されている。
【００１９】
一方、蒸気入口管４０の他端側は、複数のシールリング４５を介してノズルボックス２７の入口部２７ａの内壁に挿入されている。ここでも、上記したシールリング４５の積層構造を備え、蒸気のシールを確実なもとすることが好ましい。また、蒸気入口管４０の他端は、自由端となっており、蒸気入口管４０の軸方向に伸縮可能となっている。
【００２０】
また、内部ケーシング２０の蒸気入口管４０が貫通する開口部においても、内部ケーシング２０と蒸気入口管４０との間に、複数のシールリング４５を介在させている。ここでも、上記したシールリング４５の積層構造を備え、蒸気のシールを確実なもとすることが好ましい。また、主蒸気を蒸気タービン１０に導入する主蒸気管２８は、外部ケーシング２１の入口部２１ａの端部に接合されている。
【００２１】
さらに、蒸気タービン１０は、膨張仕事をしながら内部ケーシング２０内の蒸気通路を流動し、最終段の動翼２２を通過した作動流体である蒸気を内部ケーシング２０内から蒸気タービン１０の外部に導く排気流路２９を備えている。
【００２２】
次に、蒸気タービン１０における蒸気の動作について説明する。
【００２３】
主蒸気管２８から蒸気タービン１０内に導入された蒸気は、蒸気入口管４０を通りノズルボックス２７に導かれる。ノズルボックス２７に導かれた蒸気は、ノズルボックス２７内の第１段静翼（第１段ノズル）２５ａから第１段動翼２２ａに向けて導出される。そして、ノズルボックス２７から導出された蒸気は、内部ケーシング２０に配設された静翼２５とタービンロータ２３に植設された動翼２２との間の蒸気通路を通り、タービンロータ２３を回転させる。膨張仕事をしながら内部ケーシング２０内を流動し、最終段の動翼２２を通過した蒸気は、排気流路２９を通り蒸気タービン１０の外部へ排気される。
【００２４】
また、ノズルボックス２７から第１段動翼２２ａに向けて導出された蒸気の一部は、タービンロータ２３と、ノズルボックス２７側の内部ケーシング２０との間のグランドラビリンス部２６ａをタービンロータ２３の軸方向に沿って外側に向かって流れ、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出する。そして、外部ケーシング２１の入口部２１ａと、内部ケーシング２０の入口部２０ａとの間の間隙３０において、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した蒸気は、蒸気入口管４０の外管４２に接触し、蒸気入口管４０、特に外管４２を冷却する。
【００２５】
第１の実施の形態の蒸気タービン１０によれば、蒸気入口管４０を二重管構造とすることで、内管４１内に主蒸気管２８からの高温の蒸気が流れ、外管４２が内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した蒸気によって冷却される場合でも、内管４１と外管４２との間の熱移動を抑制し、内管４１および外管４２それぞれの内壁面と外壁面における温度差を小さくすることができる。そのため、蒸気入口管４０、すなわち内管４１および外管４２のそれぞれに発生する熱応力を抑制することができる。また、蒸気入口管４０は、内管４１および外管４２との間の両端部が封止され密閉されているので、内管４１および外管４２との間に、例えば、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した蒸気が流入することはない。そのため、内管４１および外管４２それぞれの内壁面と外壁面における温度差を小さく維持することができる。
【００２６】
また、蒸気入口管４０を、外部ケーシング２１の入口部２１ａおよびノズルボックス２７の入口部２７ａにシールリング４５を介して嵌め込む、スリーブ構造とすることで、高温高圧の蒸気が、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流入することを防止することができる。また、このスリーブ構造とすることで、例えば、内部ケーシング２０や外部ケーシング２１が蒸気入口管４０の軸方向へ変形した場合でも、高温高圧の蒸気が内部ケーシング２０および外部ケーシング２１の間に漏洩することを防止することができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
上記した第１の実施の形態の蒸気タービン１０では、例えば、高圧タービンのように内部ケーシング２０の入口部にノズルボックス２７を備えた構成を例示して説明したが、本発明に係る構成は、例えば、中圧タービンのようなノズルボックスを備えない蒸気タービンに適用することもできる。ここでは、ノズルボックスを備えない蒸気タービンに、上記した蒸気入口管４０を備えた一例について説明する。
【００２８】
図３は、第２の実施の形態の蒸気タービン１１の断面を示す図である。なお、第１の実施の形態の蒸気タービン１０の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
【００２９】
図３に示した蒸気タービン１１において、蒸気入口管４０の一端側は、外部ケーシング２１の入口部２１ａの内部ケーシング２０側に形成された凹部５０に、複数のシールリング４５を介して挿入されている。なお、蒸気入口管４０は、複数のシールリング４５を介して挿入されることで固定され、例えば蒸気入口管４０の軸方向の移動が抑制される。また、蒸気入口管４０の一端側の端面は、外部ケーシング２１の入口部２１ａの凹部５０を構成する底部５０ａに当接されている。すなわち、蒸気入口管４０は、外部ケーシング２１の外側に露出されることなく、蒸気タービン１１内に収容されている。
【００３０】
一方、蒸気入口管４０の他端側は、複数のシールリング４５を介して内部ケーシング２０の入口部２０ａの内壁に挿入されている。また、蒸気入口管４０の他端は、自由端となっており、蒸気入口管４０の軸方向に伸縮可能となっている。
【００３１】
この蒸気タービン１１では、再熱蒸気管３１から蒸気タービン１１内に導入された蒸気は、蒸気入口管４０を通り内部ケーシング２０内に導かれる。内部ケーシング２０に導かれた蒸気は、内部ケーシング２０に配設された静翼２５とタービンロータ２３に植設された動翼２２との間の蒸気通路を通り、タービンロータ２３を回転させる。膨張仕事をしながら内部ケーシング２０内を流動し、最終段の動翼２２を通過した蒸気は、排気流路２９を通り蒸気タービン１１の外部へ排気される。
【００３２】
また、第１段静翼２５ａから第１段動翼２２ａに向けて導出された蒸気の一部は、タービンロータ２３と、第１段静翼２５ａ側の内部ケーシング２０との間のグランドラビリンス部２６ａをタービンロータ２３の軸方向に沿って外側に向かって流れ、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出する。そして、外部ケーシング２１の入口部２１ａと、内部ケーシング２０の入口部２０ａとの間の間隙３０において、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した蒸気は、蒸気入口管４０の外管４２に接触し、蒸気入口管４０、特に外管４２を冷却する。
【００３３】
このように構成された第２の実施の形態の蒸気タービン１１においても、蒸気入口管４０を二重管構造とすることで、前述した第１の実施の形態の蒸気タービン１０における作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００３４】
すなわち、蒸気入口管４０を二重管構造とすることで、内管４１に再熱蒸気管３１からの高温の蒸気が流れ、外管４２が内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した蒸気によって冷却される場合でも、内管４１と外管４２との間の熱移動を抑制し、内管４１および外管４２それぞれの内壁面と外壁面における温度差を小さくすることができる。そのため、蒸気入口管４０、すなわち内管４１および外管４２のそれぞれに発生する熱応力を抑制することができる。また、蒸気入口管４０は、内管４１および外管４２との間の両端部が封止され密閉されているので、内管４１および外管４２との間に、例えば、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した蒸気が流入することはない。そのため、内管４１および外管４２それぞれの内壁面と外壁面における温度差を小さく維持することができる。
【００３５】
また、蒸気入口管４０を、外部ケーシング２１の入口部２１ａおよび内部ケーシング２０の入口部２０ａにシールリング４５を介して嵌め込む、スリーブ構造とすることで、高温高圧の蒸気が、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流入することを防止することができる。また、このスリーブ構造とすることで、例えば、内部ケーシング２０や外部ケーシング２１が蒸気入口管４０の軸方向へ変形した場合でも、高温高圧の蒸気が内部ケーシング２０および外部ケーシング２１の間に漏洩することを防止することができる。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図４は、第３の実施の形態の蒸気タービン１２における、外部ケーシング２１の入口部２１ａからノズルボックス２７までの断面を拡大して示した図である。なお、第１の実施の形態の蒸気タービン１０の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
【００３７】
第３の実施の形態の蒸気タービン１２は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０における蒸気入口管４０と、外部ケーシング２１の入口部２１ａの凹部５０を構成する側壁５０ｂとの間に、冷却用作動流体を流通させるための冷却用作動流体流路を構成した以外は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０の構成と同じである。
【００３８】
図４に示すように、蒸気入口管４０の一端側の端部は、外部ケーシング２１の入口部２１ａの内部ケーシング２０側に形成された、外部ケーシング２１の蒸気入口の口径よりも大きな口径を有する拡大口径部からなる凹部５０に、複数のシールリング４５を介して挿入されている。なお、蒸気入口管４０は、複数のシールリング４５を介して挿入されることで固定され、蒸気入口管４０の軸方向の移動が抑制される。また、凹部５０に挿入された蒸気入口管４０において、その端部を除く部分の蒸気入口管４０と、凹部５０を形成する側壁５０ｂとの間には、所定の幅を有する空間が形成される。
【００３９】
また、蒸気入口管４０の一端側の端部、すなわち複数のシールリング４５を備える部分よりも内部ケーシング２０側の外部ケーシング２１には、上記した所定の幅を有する空間と連通する開口６０が形成されている。すなわち、外部ケーシング２１の入口部２１ａと、内部ケーシング２０の入口部２０ａとの間の間隙３０から、上記した所定の幅を有する空間を介して開口６０に連通する通路が形成されている。この通路は、冷却用作動流体流路として機能し、例えば、タービンロータ２３と、ノズルボックス２７側の内部ケーシング２０との間のグランドラビリンス部２６ａを通り、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した、ノズルボックス２７から導出された蒸気の一部が冷却用作動流体として流通する。このように、上記した冷却用作動流体流路を冷却用作動流体が流通することで、蒸気入口管４０および外部ケーシング２１を冷却することができる。
【００４０】
次に、蒸気タービン１２における蒸気の動作について説明する。
【００４１】
主蒸気管２８から蒸気タービン１２内に導入された蒸気は、蒸気入口管４０を通りノズルボックス２７に導かれる。ノズルボックス２７に導かれた蒸気は、ノズルボックス２７内の第１段静翼２５ａ（第１段ノズル）から第１段動翼２２ａに向けて導出される。そして、ノズルボックス２７から導出された蒸気は、内部ケーシング２０に配設された静翼２５とタービンロータ２３に植設された動翼２２との間の蒸気通路を通り、タービンロータ２３を回転させる。膨張仕事をしながら内部ケーシング２０内を流動し、最終段の動翼２２を通過した蒸気は、排気流路２９を通り蒸気タービン１２の外部へ排気される。
【００４２】
また、ノズルボックス２７から第１段動翼２２ａに向けて導出された蒸気の一部は、タービンロータ２３と、ノズルボックス２７側の内部ケーシング２０との間のグランドラビリンス部２６ａをタービンロータ２３の軸方向に沿って外側に向かって流れ、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出する。内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した蒸気の一部は、外部ケーシング２１の入口部２１ａと、内部ケーシング２０の入口部２０ａとの間の間隙３０から、上記した冷却用作動流体流路を流通し、外部ケーシング２１の入口部２１ａの開口６０から外部に排出される。冷却用作動流体流路を流通する蒸気は、冷却用作動流体として機能し、蒸気入口管４０、特に、蒸気入口管４０の外管４２を冷却する。さらに、冷却用作動流体流路を流通する蒸気は、外部ケーシング２１を冷却する。
【００４３】
ここで、外部ケーシング２１の入口部２１ａの開口６０から外部に排出される蒸気は、例えば、排気流路２９、または排気流路２９を通過した蒸気が流れる流路に供給されてもよい。また、外部ケーシング２１の入口部２１ａの開口６０から外部に排気される蒸気を図示しない配管などにより回収し、蒸気タービンプラントの各部に供給する構成とすることも可能である。
【００４４】
第３の実施の形態の蒸気タービン１２によれば、蒸気入口管４０を二重管構造とすることで、内管４１内に主蒸気管２８からの高温の蒸気が流れ、外管４２が冷却用作動流体流路を流通する蒸気によって冷却される場合でも、内管４１と外管４２との間の熱移動を抑制し、内管４１および外管４２それぞれの内壁面と外壁面における温度差を小さくすることができる。そのため、蒸気入口管４０、すなわち内管４１および外管４２のそれぞれに発生する熱応力を抑制することができる。また、蒸気入口管４０は、内管４１および外管４２との間の両端部が封止され密閉されているので、内管４１および外管４２との間に、例えば、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出した蒸気が流入することはない。そのため、内管４１および外管４２それぞれの内壁面と外壁面における温度差を小さく維持することができる。
【００４５】
また、冷却用作動流体流路を流通する蒸気によって、蒸気入口管４０、特に、蒸気入口管４０の外管４２の冷却を促進することができる。さらに、冷却用作動流体流路を流通する蒸気によって、外部ケーシング２１を冷却することができるので、外部ケーシング２１に生じる熱応力を抑制することができる。
【００４６】
また、蒸気入口管４０を、外部ケーシング２１の入口部２１ａおよびノズルボックス２７の入口部２７ａにシールリング４５を介して嵌め込む、スリーブ構造とすることで、高温高圧の蒸気が、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流入することを防止することができる。また、このスリーブ構造とすることで、例えば、内部ケーシング２０や外部ケーシング２１が蒸気入口管４０の軸方向へ変形した場合でも、高温高圧の蒸気が内部ケーシング２０および外部ケーシング２１の間に漏洩することを防止することができる。
【００４７】
ここで、上記した冷却用作動流体流路を備える構成は、前述した第１の実施の形態の蒸気タービン１０や第２の実施の形態の蒸気タービン１１に適用することもできる。この場合においても、上記した第３の実施の形態の蒸気タービン１２における作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
なお、第３の実施の形態の蒸気タービン１２の構成は、上記した構成に限られるものではない。
【００４９】
図５は、タービンロータ冷却用作動流体を導入する導入配管７０を備えた、第３の実施の形態の蒸気タービン１２の断面を示す図である。
【００５０】
第３の実施の形態の蒸気タービン１２において、図５に示すように、例えば、内部ケーシング２０の蒸気入口管４０側のグランドラビリンス部２６ａに、タービンロータ２３を冷却するためのタービンロータ冷却用作動流体を導入する導入配管７０を備えてもよい。
【００５１】
導入配管７０は、外部ケーシング２１を貫通し、導入配管７０の一端が内部ケーシング２０に形成された、グランドラビリンス部２６ａに貫通する貫通口７１に接続されている。なお、貫通口７１は、内部ケーシング２０に複数形成されてもよい。貫通口７１が複数形成された場合には、各貫通口７１に対応して導入配管７０が設けられる。また、導入配管７０の他端（図示しない）は、タービンロータ冷却用作動流体を供給する供給源（図示しない）に接続されている。ここで、タービンロータ冷却用作動流体を供給する供給源としては、特に限定されるものではないが、例えば、他の蒸気タービンから抽気した蒸気などが挙げられる。なお、導入配管７０に供給されるタービンロータ冷却用作動流体は、例えば、流量調整弁（図示しない）などで流量が調整される。
【００５２】
導入配管７０を介して内部ケーシング２０に形成された貫通口７１からグランドラビリンス部２６ａに供給されたタービンロータ冷却用作動流体は、グランドラビリンス部２６ａをタービンロータ２３の軸方向に沿って外側および内側（ノズルボックス２７側）に向かって流れ、タービンロータ２３の表面を冷却する。一方、グランドラビリンス部２６ａをタービンロータ２３の軸方向に沿って外側に向かって流れたタービンロータ冷却用作動流体は、内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出する。内部ケーシング２０と外部ケーシング２１との間に流出したタービンロータ冷却用作動流体の一部は、外部ケーシング２１の入口部２１ａと、内部ケーシング２０の入口部２０ａとの間の間隙３０から、上記した冷却用作動流体流路を流通し、外部ケーシング２１の入口部２１ａの開口６０から外部に排出される。冷却用作動流体流路を流通する蒸気は、冷却用作動流体として機能し、蒸気入口管４０、特に、蒸気入口管４０の外管４２を冷却する。さらに、冷却用作動流体流路を流通する蒸気は、外部ケーシング２１を冷却する。
【００５３】
このように、導入配管７０を介してタービンロータ冷却用作動流体をグランドラビリンス部２６ａに供給することで、タービンロータ２３を冷却することができる。また、導入配管７０を介してタービンロータ冷却用作動流体をグランドラビリンス部２６ａに供給することで、蒸気入口管４０、特に、蒸気入口管４０の外管４２の冷却を促進することができる。さらに、導入配管７０を介してタービンロータ冷却用作動流体をグランドラビリンス部２６ａに供給することで、外部ケーシング２１の冷却を促進することができるので、外部ケーシング２１に生じる熱応力を抑制することができる。
【００５４】
また、導入配管７０を介してグランドラビリンス部２６ａに供給されるタービンロータ冷却用作動流体の流量を調整することで、冷却用作動流体流路に流通させる蒸気流量を適正な流量に調整することができる。
【００５５】
ここで、上記したタービンロータ冷却用作動流体を導入する導入配管７０を備える構成は、前述した第１の実施の形態の蒸気タービン１０や第２の実施の形態の蒸気タービン１１に適用することもできる。この場合においても、上記したタービンロータ冷却用作動流体を導入する導入配管７０を備える、第３の実施の形態の蒸気タービン１２における作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００５６】
以上、本発明を一実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１１、１２…蒸気タービン、２０…内部ケーシング、２０ａ、２１ａ、２７ａ…入口部、２１…外部ケーシング、２２…動翼、２２ａ…第１段動翼、２３…タービンロータ、２４…ロータ軸受、２５…静翼、２５ａ…第１段静翼、２６ａ…グランドラビリンス部、２７…ノズルボックス、２８…主蒸気管、２９…排気流路、３０…間隙、３１…再熱蒸気管、４０…蒸気入口管、４１…内管、４２…外管、４３…封止部材、４５…シールリング、４６…空間、５０…凹部、５０ａ…底部、５０ｂ…側壁、６０…開口、７０…導入配管、７１…貫通口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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